אלקטרונים - מה זה? המאפיינים ואת ההיסטוריה של גילוי האלקטרונים

מסביבנו העולם מורכב קטן, בלתי מורגש לעין של החלקיקים. אלקטרונים - זה הוא אחד מהם. התגלית שלהם התרחשה יחסית לאחרונה. וזה נפתח הבנה חדשה של המבנה האטום, מנגנוני תמסורת חשמל והמבנה של העולם בכללותו.

איך לחלק את לחלוקה

ההבנה המודרנית של אלקטרונים - החלקיקים היסודיים הזה. הם עקביים וגם לא התפצלו מבנים קטנים יותר. אבל רעיון כזה לא היה קיים תמיד. עד 1897 על האלקטרונים היה לי מושג.

נוסף הוגה הקדמון יוון מנחש כי כל פריט את האור, הבניין מורכב ריבוי של "לבנים" מיקרוסקופים. היחידה הקטנה ביותר של חומר אז נחשב האטום, ואמונה זו נמשכה במשך מאות שנים.

ייצוג של האטום השתנה רק במאה ה XIX מאוחר. לאחר חקירות ג'יי תומסון, E. רתרפורד, H. לורנץ, פ זימן החלקיקים הקטנים ביותר גרעינים ואלקטרונים אטומיים לחלוקה הוכרו. במשך הזמן, התגלה פרוטונים, נויטרונים, ואף לאחר מכן - הניטרינו, קאונים, פיונים, וכו '...

עכשיו מדע יודע מספר עצום של חלקיקים יסודיים, המקום אשר תמיד כבושים ואלקטרונים.

הגילוי של חלקיק חדש

בזמנו כשהיו אלקטרונים גילו את האטום, מדענים יודעים מזה זמן רב על קיומו של חשמל ומגנטיות. אבל טבעו האמיתי ואת המאפיינים המלאים של תופעות אלה הם עדיין בגדר תעלומה, העסק את מוחם של פיסיקאים רבים.

בתחילת המאה ה XIX זה היה ידוע כי ההתפשטות של קרינה אלקטרומגנטית, במהירות האור. עם זאת, האנגלי Dzhozef Tomson, עריכת ניסויים עם קרן קתודה, והגיע למסקנה שהם מורכבים דגנים קטנים רבים שמסתו היא פחות גרעיני.

בחודש אפריל 1897 תומסון נשא נאום שבו הוא הציג את הקהילה המדעית כדי לידת חלקיק חדש בהרכב של אטומים, שאותו כינה גופיף. מאוחר יותר, ארנסט רתרפורד באמצעות ניסויי רדיד אשר את מסקנות המורה שלו, ואת הכדוריות ניתנה שם אחר - "אלקטרונים"

גילוי זה הוביל את הפיתוח של לא רק מדע פיזי אלא גם כימי. אפשר לעשות התקדמות משמעותית בחקר החשמל והמגנטיות, תכונות החומר, ואת הולידה פיזיקה גרעינית.

מהו אלקטרון?

אלקטרונים - הם חלקיקים הקלים עם מטען חשמלי. הידע שלנו מהם עדיין נותר סותר ולא שלם במידה רבות. לדוגמה, ב רעיונות מודרניים הם חיים לנצח, כי אף פעם לא לשבור, בניגוד נויטרונים ופרוטונים (קריסת התיאורטי של גיל האחרון עולה על גילו של היקום).

האלקטרונים הם יציבים ויש לי דואר מטען שלילי מתמיד = 1.6 x 10 ^-19 Cl. הם שייכים למשפחת הקבוצה פרמיונים ולפטונים. החלקיקים המעורבים אינטראקציה אלקטרומגנטית הכבידה חלש. הם מורכבים מאטומים. חלקיקים אשר איבדו קשר עם אטומים - אלקטרונים חופשיים.

המסה של האלקטרונים הוא 9.1 x 10 ^-31 ק"ג והוא 1836 פעמים פחות מ המסה של פרוטון. יש להם חצי אינטגרלי ספין רגע מגנטי. אלקטרונים כונו על ידי האות "e ^-". אותו, אבל עם סימן פלוס מציין יריבתה - פוזיטרונים חלקיק.

מדינת האלקטרונים באטום

כאשר התברר כי אטום מורכב מבנים קטנים, זה היה הכרחי כדי להבין בדיוק איך הם מסודרים זה. אז בסוף המאה התשעה עשר הופיע הדגם הראשון של האטום. על פי המודל הפלנטרי, פרוטונים (מטען חשמלי חיובי) ונויטרונים (נייטרלי) היוו את הגרעין. האלקטרונים נעים סביב במסלולים אליפטיים.

תפיסות אלה משתנות עם כניסתו של פיזיקת קוונטים במאה עשרים המוקדמת. לואי דה ברולי הציג את התיאוריה כי האלקטרון מתנהג לא רק חלקיק, אלא גם גל. ארווין שרדינגר יוצר מודל גל של האטום, שבו אלקטרונים מיוצגים על ידי ענן עם צפיפות מטען מסוימת.

כדי לאתר את המיקום ואת המסלול של האלקטרונים סביב הגרעין הוא כמעט בלתי אפשרי. בהקשר זה, הציג מונח מיוחד "מסלולית" או "ענן אלקטרונים", המהווה את המרחב של המקומות הסבירים ביותר של חלקיקים אמרו.

רמות אנרגיה

הענן האלקטרוני סביב אטום באותה מידה והפרוטונים הגרעין שלה. כולם נמצאים במרחקים שונים. הקרוב ביותר לליבה מסודרת אלקטרונים עם הסכום הנמוך ביותר של אנרגיה. יותר אנרגיה ב החלקיקים, ככל שיהיו.

אבל הם אינם מסודרים באקראי, ולקחת רמות ספציפיות, אשר יכול להכיל רק מספר מסוים של חלקיקים. לכל רמה סכום משלה של אנרגיה מחולקת רמות משנה, ואלה, בתורם, על אורביטלים.

כדי לתאר את המאפיינים ואת המיקום של האלקטרונים ברמות האנרגיה, ארבעה מספרי קוונטים :

• n - שמור אנרגית אלקטרון הציון שלמה הראשי (תואם למספר תקופת היסוד הכימי);
• l - מספר מסלולית, שמתאר את הצורה של ענן האלקטרון (ים - כדורי, עמ '- טופס שמונה, ד - בצורת תלתן או שמיניות כפולים, F - צורה גיאומטרית מורכבת);
• מ '- מספר אורינטצית ענן המגנטי מגדיר בשדה מגנטי;
• ms - מספר הספין, המאפיינת את מסלולו האלקטרונים סביב צירו.

מסקנה

לכן, אלקטרונים - יציבים, חלקיקים טעונים שלילי. הם בסיסיים ולא יכולים להירקב לתוך אלמנטים אחרים. הם מכונים חלקיקי יסוד כמו, כלומר, אלה הם חלק מהמבנה של חומר.

האלקטרונים נעים סביב הגרעין ויוצרים פגז האלקטרונים שלהם. הם משפיעים על כימי, אופטי, תכונות מכניות ומגנטיות של חומרים שונים. חלקיקים אלה מעורבים באינטראקציה האלקטרומגנטי וכוח משיכה. התנועה הכיוונית שלהם יוצרת שדה מגנטי נוכחי חשמלי.